汽车三叉式万向节精密成形工艺

采用开式模锻工艺生产汽车三叉式万向节,需要切除飞边,不仅材料利用率低,同时由于金属流线被切断,影响零件的力学性能及使用寿命。为解决上述问题,提出了闭塞式单向挤压、闭塞式双向挤压两种精密成形工艺,并采用DEFORM有限元软件对两种工艺下的零件成形过程进行了数值仿真模拟,分析比较了两种工艺下的零件成形情况、金属流动规律、载荷-行程曲线,以及模具磨损情况。结果表明:在闭塞式单向挤压成形工艺下,零件存在填充不完整、销轴弯曲、端部出现斜面等缺陷,而在闭塞式双向挤压成形工艺下,零件成形良好;闭塞式双向挤压成形工艺中,金属流动更为合理、模具间承受载荷大小的差距更小,利于集体换模,且模具磨损量更小,模具使用寿命更长。经实际生产试验,获得了质量良好的三叉式万向节制件,验证了数值仿真模拟结果的准确性与可靠性。     

汽车哈克钉铆套多工位冷镦挤工艺开发与应用北大核心CSCD

汽车哈克钉铆套由于具有孔深、壁薄、尺寸小等特点,成形难度较大,通常采用的热镦配合切削加工的生产方式存在效率低、质量不稳定等问题,故提出采用多工位高速冷镦挤生产方式。根据金属塑性成形原理,针对铆套结构特征初步制定了2套多工位冷镦挤成形方案,并借助Deform-3D软件分别进行了数值模拟,获得了两种方案的铆套成形过程、最大成形载荷和金属流线分布等情况。结果表明:方案1存在成形缺陷,而方案2成形良好,无缺陷,载荷也更小。根据最佳方案设计了多工位模具结构,并进行了生产验证。生产结果与模拟分析结果一致,铆套质量良好,无缺陷,尺寸、性能均能满足实际需求,生产效率大幅提升,实现了对哈克钉铆套工艺的升级。     

哈克抽芯铆钉铆套冷精锻成形工艺

针对哈克抽芯铆钉铆套成形过程中头部出现的填充不饱满、折叠、飞边等缺陷,在金属流动行为方面分析了缺陷形成的原因。在此基础上初步设计了两种冷精锻成形工艺并优化了模具结构,在工位3模具结构中铆套顶部外圆角处、杆部与头部连接处分别预留一个直径为Ф0. 2 mm的排气孔,目的是解决制件填充不满问题,并分别建立有限元模型,利用DEFORM-3D进行数值模拟。对比两种工艺成形过程的等效应力、等效应变、成形载荷和金属流向,仿真结果表明:工艺2成形终段的等效应力、应变值比工艺1分别高出15%和34. 6%,且金属流动混乱,从而得出工艺1更加合理的结论。并通过JBF-19B-4S螺栓冷镦机进行试模,得到了无缺陷、填充饱满的制件,实验结果与数值模拟结果保持一致。     

6082铝合金多筋连接件成形工艺分析及模具设计

针对6082铝合金多筋反挤压制件结构复杂、变形不均匀和局部变形程度较大的特点,提出了直接反挤压成形和两工序成形方案(先成形外筋板,再成形内腔)。基于MSC. MARC对两种不同的成形方案进行了有限元仿真分析,分别得到了挤压时的应力应变状态、载荷-行程曲线以及金属填充模具的情况。结果表明:采用反挤压一次成形时,筋板成形较困难,难以得到合格的产品;采用两工序成形方案得到的制件外形饱满,无明显缺陷,且材料利用率较高,成形过程中制件的最大等效应力为63 MPa,凸模最大载荷为308 k N。根据模拟结果确定了两工序成形方案,设计了工装模具并成功生产出合格零件,为该类多筋制件的生产提供了参考。     

基于Deform的换向器座冷镦挤模具优化

利用Deform软件模拟不同模具圆角半径的冷镦挤成形,分析不同模具圆角半径在镦挤过程的载荷-行程曲线、等效应力、等效应变及金属流动速度的影响规律.通过64组镦挤过程的模拟数据表明,对于换向器座类零件冷挤压成形,当凸模圆角R1取3mn、R2取0mm,凹模工作区域顶端圆角半径R3取3 mm时,镦挤成形所需的载荷达最小值.     

斜齿圆柱齿轮双向镦挤精密成形新工艺研究

为了克服斜齿圆柱齿轮(简称斜齿轮)现有工艺存在的模具结构复杂、成形力大等不足,在直齿形状凸模双向镦挤成形斜齿轮的基础上提出了斜齿凸模和无齿凸模双向镦挤两种成形方案。分析了不同成形方案下,端面摩擦力对载荷的影响。利用有限元模拟软件Deform-3D分别对三种成形方案进行了数值模拟。结果表明,采用无齿凸模镦挤成形斜齿轮在载荷及模具结构方面优于齿形凸模镦挤成形,其中无齿凸模双向镦挤较直齿凸模双向镦挤,最大载荷降低约25%;无齿凸模双向镦挤较斜齿凸模双向镦挤,最大载荷值降低约35%;无齿模具加工制造更容易,成形等效应力远小于模具材料许用应力。     

六角抽孔螺栓多工位冷镦成形工艺

六角抽孔螺栓头部具有较深的内孔,使得其工艺设计成为难点,针对该问题提出一种六角抽孔螺栓多工位冷镦成形工艺。利用有限元模拟软件Deform-3D,对六角抽孔螺栓的多工位冷镦成形过程进行了数值模拟,分析了零件成形过程中的载荷-行程曲线、等效应力、等效应变及损伤值分布,最后进行了工艺试验。研究结果表明:提出的多工位冷镦成形工艺是可行的,模拟得到的冷镦件充填饱满,在成形工位2、工位3和工位4时载荷值较大,分别为429,826和380 kN;损伤值最大为0. 38,小于40Cr钢的临界损伤值0. 42,不容易产生裂纹。工艺试验得到的产品和模拟结果具有较好的一致性,冷镦件尺寸一致性较好,说明工艺可靠,对该类零件的多工位冷镦成形工艺具有一定的指导意义。     

精密滚子多工位级进模设计

对精密滚子的结构工艺、精度要求进行了分析，对制件的成形工艺和多工位级进模中的拉伸模、整形模、冲孔模、挤光模、翻转机构、顶出机构、自动送料机构的结构设计和工作过程作了阐述。试制的精密滚子模具一次试模成功，质量良好，已投入生产使用。     

小型套管多工位冷镦挤成形工艺方案设计

针对小型套管类零件整体尺寸小、成形工步多、大批量加工的特点,提出小型套管类零件采用多工位高速冷镦挤成形加工的方法,并根据塑性成形理论,设计了两种六工位冷镦挤成形工艺方案,借助有限元分析软件DEFORM-2D模拟套管的成形过程,分析比较两种工艺方案中金属流动规律、成形载荷大小和锻造流线分布。模拟结果表明,采用两次反挤压+终镦的方案,其成形的套管充填饱满、无折叠,各工步成形载荷大小分布合理。通过工艺实验进行验证,结果表明数值模拟结果与实验结果相一致,验证了数值模拟的准确性,可为实际生产提供指导。     

空心六角法兰面螺栓冷挤压成形工艺与同心度分析

分析了金属反挤压时内部各质点的流动规律与空心六角法兰面螺栓的结构特征,其最大特点是在保证同心度为0.2 mm的前提下,成形孔径比高达6.5的深孔,并初步设计4工位冷挤压成形工艺。运用DEFORM-3D重点研究了工序3深孔预成形过程,在刚性平移区选取4个点,利用点追踪方法,以所选点的径向偏移量为评价标准,研究了圆锥凸模、平底锥形凸模、球头凸模和平底凸模4种凸模结构对深孔同心度的影响程度。同时,对比成形初期金属流动情况、行程载荷,综合结果表明:圆锥凸模能在较低的成形载荷下得到良好的金属流线,有利于提高制件同心度。最后,通过JBF-19B-4S螺栓冷镦机进行试模,生产出成形饱满、无缺陷,且同心度达到设计要求的制件,为深孔类零件冷挤压成形提供了一种参考。     

高速列车安装板多工位级进模设计

高速列车安装板外形尺寸为275.3 mm×112.5 mm×29.5 mm,其弯曲部分为不规则Z字形,Z字形结构由2个方孔、1个圆孔和1个腰形孔组成,中间设有1条补强筋。根据安装板结构较为复杂的特点,对其成形工艺进行分析,在此基础上制定了3种冲压方案,经过对比分析,最终确定采用9个工位级进模成形制件,并确定了制件压筋预成形整形的排样方案。依次介绍了安装板模具的整体结构设计、模具预成形结构设计和模具成形工序结构设计。冲压成形工艺试验表明,安装板多工位级进模结构设计合理,其中采用预成形工艺能很好地克服制件回弹问题,满足制件大批量生产的需要。     

基于H62黄铜的滚焊机导电扣片级进模设计

针对滚焊机导电扣片使用H62黄铜片进行大批量冲压成形的要求,设计了一副10工步连续级进模用于该制件的成形生产。冲制成形的工艺及对应工步为：定位孔成形?数字压印成形?数字压印成形?空工位?切边成形?空工位?折弯翻边成形?折弯修正成形?空工位?制件落料。模具中,针对制件的折弯成形采用翻边成形办法进行成形,先通过翻边成形获得制件折弯特征的90°折弯形状,然后利用反弹原理通过修正转动块随动型负角翻边修正结构修正而获得折弯特征的准确尺寸。模具成形工艺设计合理,模具结构简单实用,较好地实现了制件的自动化生产。     

汽车结合齿冷锻工艺分析及数值模拟

在分析了汽车结合齿成形工艺后,初步确定了模具结构。运用Deform-3D有限元软件对两种成形工艺方案进行了数值模拟。凹模底部做成通孔后的载荷降至初始载荷的50%。锻件成形良好,未出现折叠缺陷。对锻件的主要几何参数进行了优化,发现内孔直径52 mm、圆角半径2 mm、齿形长度8 mm时成形载荷最小。最后,对倒锥齿形的成形过程进行了模拟,并设计出模具结构。     

20MnNiMo高压容器左封头热模锻数值模拟

针对高压容器封头的热模锻工艺,利用Deform-3D软件对其进行了热力耦合模拟分析。得出了封头热模锻成形的应力和应变分布、金属流动规律以及始锻温度、摩擦因子、锻造速度分别对材料流动、上模磨损和成形载荷的影响规律,并结合经验及模拟获得了合理的工艺参数范围。结果能为提高模具寿命以及成形工艺的研究提供理论支持。     

基于正交试验的车用螺母成形分析及模具磨损优化

以某车用锁紧螺母冷镦成形为研究对象,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件DEFORM-3D对模具磨损及成形载荷进行模拟分析。结果表明:制件成形符合工艺要求。为得到更优的成形效果,选取上冲头切入角、冲压速度、模具表面硬度、摩擦系数作为因素,设计正交试验,以降低模具磨损和成形载荷为目标对因素进行优选。分析得出各因素对结果的影响趋势,并通过综合考虑生产效率、能量消耗、设备磨损等因素,得到了最优工艺参数组合为上冲头切入角20°、冲压速度5 mm·s-1、模具表面硬度61 HRC、摩擦系数0. 12。采用最优参数重新进行模拟,上冲头使用寿命得到了大幅提升,并予以试模验证。     

外凸台内齿圈件冷挤压工艺参数分析及凸模磨损模拟

采用刚粘塑性有限元法对外凸台内齿圈件及模具进行数值分析,以成形载荷为评价指标,分析成型过程中的模具设计、齿轮特征等相关工艺参数设置.结果表明:模数、凹模半锥角、齿数对载荷影响较大;挤压速度对载荷的影响不显著.基于Archard模型模拟了凸模的磨损状况,仿真结果对实际加工有指导意义.     

基于有限元软件的锻造工艺参数对牵引拉杆成形的影响分析

运用有限元软件对高铁转向架牵引拉杆锻造过程进行了模拟,研究了不同坯料加热温度、模具预热温度、上模运动速度及摩擦系数对牵引拉杆锻造成形的载荷、等效应力及金属流动特性的影响。结果表明:牵引拉杆最大成形载荷、最大等效应力和最小等效应力均随着坯料加热温度的增加而减小。模具预热温度越高,最大成形载荷越小。随着上模运动速度增加,牵引拉杆最大等效应力、最小等效应力和金属最大流动速度逐渐增加。牵引拉杆最大成形载荷、最大和最小等效应力随着摩擦系数增加而增加。结合模拟结果优化了工艺参数,并进行了试验验证,模拟结果与试验结果基本吻合。     

主动螺旋锥齿轮镦挤成形方案的对比研究

根据"积极摩擦"原理论证了双向镦挤成形主动螺旋锥齿轮的工艺优于其单向镦挤成形。通过对4种双向镦挤方案进行数值模拟研究,发现成形过程中齿型腔可顺利填充,所成齿形良好。变形过程可大致划分为自由变形、充满、角隅充填3个阶段。通过对不同方案中坯料端面摩擦力及数值模拟结果对比分析发现,采用无齿凸模镦挤成形主动螺旋锥齿轮的载荷低于有齿凸模镦挤成形,其中无齿凸模双向镦挤是最优的一种方案。无齿凸模在模具结构方面优于有齿凸模,对应的凹模也无需做成内齿形状,进一步简化了模具结构,同时,其等效应力在模具承受范围内,可望提高模具寿命。通过物理模拟试验对无齿凸模双向镦挤方案进行验证,得到了无飞边、齿形充填饱满、轮廓清晰、无折叠、无开裂等缺陷的铅质主动螺旋锥齿轮。     

越野车外星轮成形工艺模拟研究

对越野车外星轮成形进行了应变、热、磨损等多因素耦合下的模拟,分析了预、终成形过程的金属流动特性及模具和坯料的温度场分布,对局部温度的升降进行了解析,并针对工位问的热量散失进行了有效的预测.应用Archard模型分析了终锻成形模具在复杂多因素耦合情况下的磨损情况,预测了单次磨损深度分布,为间接预测模具寿命提供依据.依据模拟设计的工艺方案得到了很好的实验验证.     

书夹件多工位级进模设计

根据书夹件需要毛刺方向向内、制件平整、无压痕的要求,进行了冲压工艺分析,获得了合理的级进模(10工位)排样设计方案。为了提高制件送进强度和精度,采用两侧双排载体和双排导正孔结构,安排内导柱进行精确导向和保护凸模,设计了3个局部废料冲裁工位。设计的模具结构合理,便于加工制造,能保证制件加工精度。